Посуда малых для тепловой обработки пищевых продуктов

 

Посуда для тепловой обработки пищевых продуктов содержит емкость из нержавеющей стали, слой теплопроводного металла, расположенный под днищем емкости, сменные вкладыши, контактирующие с емкостью, крышку и кожух, который примыкает к теплопроводному слою. Теплопроводный металл является коррозионно-стойким сплавом, коэффициент теплопроводности которого в 8-14 раз выше коэффициента теплопроводности материала емкости. Один из сменных вкладышей размещен на емкости, снабжен боковой стенкой, а также дополнительной емкостью и перегородками, соединенными с трубкой, размещенной внутри сменного вкладыша. Торцы сменного вкладыша выполнены изогнутыми с возможностью контактирования с изогнутыми фланцами крышки и емкости. Этим обеспечивается повышение стабильности тепловой обработки натуральных продуктов без воды и жиров с сохранением в готовой пище основной массы полезных компонентов, реализация технологии обработки пищевых продуктов для приготовления очищенной от примесей спиртосодержащей жидкости, например водки. 2 ил.

Изобретение относится к посуде для тепловой обработки пищевых продуктов.

Известна металлическая посуда, содержащая емкость и крышку, предназначенная для тепловой обработки продуктов в воде при 100^oC либо в жирах при 120-180^oC. В известной посуде при варке в воде расходуется много тепловой энергии, в готовой пище из натуральных продуктов теряются витамины и другие полезные компоненты, кроме того, в пищу переходят вредности, содержащиеся в хлорированной водопроводной воде (см. Малых В.П., Блюхер Б., Иванова Л.А., Малых С.В. "Экологичная технология приготовления пищи в литой посуде", журнал "Литейное производство", М., 1997, 2, с.25 и 26).

Известна посуда для тепловой обработки пищевых продуктов, емкость которой полностью выполнена из биметалла нержавеющая сталь - теплопроводный материал (см. Der Konstrukteur 1976, N3, с.12. Verbundmetall-neue Anwendungsmoglichkeiten). Недостатком известной посуды является высокий расход теплопроводного материала.

Известна посуда для тепловой обработки, содержащая емкость, слой из теплопроводного металла, расположенный под днищем емкости, кожух из нержавеющей стали, примыкающий к слою из теплопроводного металла, и крышку, контактные поверхности крышки выполнены в виде фланцев (см. ЕР 0222699, 20.05.87).

В известной посуде невозможно проводить тепловую обработку натуральных продуктов при температуре ниже 100^oC и без воды для приготовления экологически чистой пищи с сохранением в ней основной массы полезных компонентов (витамины, белки, пектины, микроэлементы и др.). Также невозможна тепловая обработка пищевых продуктов в посуде для получения спиртосодержащей жидкости, например водки, приготовленной в домашних условиях. В промышленных условиях для этого используют аппараты, включающие емкость с насосом, колонны с перегородками, стаканы, дефлегматор, холодильник, контрольно-измерительное устройство и спиртоприемник (см. "Сельскохозяйственная энциклопедия". Под ред. Бенедиктова И.А. и др., т. 4. - М., ГИСЛ, 1955, с. 577). Основой для приготовления водки промышленным способом является спирт-сырец. Если его готовят из зернокартофельного сырья, то он содержит 0,02-0,15% ядовитого метилового спирта. При использовании в качестве сырья мелассы (отход при сахароварении) либо чистого сахара метиловый спирт в спирте-сырце отсутствует (см. "Технология спирта". Под ред. Яровенко В.Л. - М.: Колос, 1996, с. 320 и 321). Из-за приготовления и продажи фальсифицированной водки на основе технического (метилового) спирта в России ежегодно умирает до 40 тыс. человек. В домашних условиях для приготовления водки (самогона) используют самодельные паровые аппараты, состоящие из емкости с крышкой, змеевика, подсоединенного к крышке, устройства для охлаждения змеевика проточной водой и спиртоприемника. Качество домашней водки может быть низкое из-за высокого содержания в ней вредностей: до 0,4% сивушных масел, до 0,03% альдегидов и до 500 мг/л эфиров. Эти вредности остаются в водке при отсутствии ее очистки, например, известными фильтрующими материалами либо биологически активными коагуляторами вне парового аппарата (см. Похлебкин В. История водки. - М. : Интер-Версо, 1991, с. 227-231).

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве ближайшего аналога посуда для тепловой обработки пищевых продуктов, содержащая металлическую емкость, слой из теплопроводного металла, расположенный под днищем емкости, выполненный из сплава, коэффициент теплопроводности которого в 2-7 раз выше коэффициента теплопроводности материала днища емкости, при этом толщина днища емкости составляет 5-20% от толщины слоя из теплопроводного металла, крышку, контактирующие поверхности крышки и емкости выполнены в виде фланцев, кожух из нержавеющей стали, примыкающий к слою из теплопроводного металла, сменные сетчатые вкладыши с возможностью установки последних в емкости (см. патент 2143833, выданный в России 10.01.2000 г. Малых В.П.). Посуда позволяет проводить тепловую обработку пищевых продуктов паром с температурой ниже 100^oC, формирующимся на днище посуды и охлаждающимся на ее верхней части, после нагрева им продуктов, размещенных внутри емкости либо сменного вкладыша. Однако интенсивность теплопередачи на границе контакта теплопроводного металла и нержавеющей стали падает в процессе эксплуатации посуды вследствие низкой коррозионной стойкости материала теплопроводного слоя. Соотношение коэффициентов теплопроводностей материала теплопроводного слоя и емкости в известной посуде, которое в 2-7 раз выше, чем коэффициент теплопроводности материала днища, недостаточно для быстрого нагрева теплоаккумулирующего днища. Масса посуды может существенно увеличиваться из-за высокого удельного веса теплопроводного слоя. Например, железоуглеродистые сплавы имеют коэффициент теплопроводности в 3-4 раза выше, чем нержавеющая сталь, однако их удельный вес в несколько раз выше, чем у алюминиевых сплавов. Поэтому при толщине теплопроводного слоя даже в 5 раз больше толщины днища емкости масса посуды существенно возрастает и она становится малоудобной при эксплуатации. Многие алюминиевые сплавы, имеющие низкий удельный вес, например, типа АЛ9 не обладают высокой коррозионной стойкостью. Низкая коррозионная стойкость сплава вызывает формирование толстого малотеплопроводного слоя окислов в биметалле "алюминиевый сплав - нержавеющая сталь". Этот слой тверд и хрупок, поэтому склонен к разрушению от перегрева или от ударных нагрузок на днище. В этом случае биметаллическое дно расслаивается, что нарушает технологический процесс тепловой обработки продуктов и увеличивает расход тепловой энергии. Посуда, выбранная в качестве прототипа, не позволяет приготавливать в ней спиртосодержащие жидкости методом тепловой обработки пищевых продуктов, размещенных в емкости.

Указанные недостатки ограничивают технологические возможности посуды при тепловой обработке пищевых продуктов.

Поставленная задача решается тем, что путем изменения конструкции обеспечивается расширение технологических возможностей посуды при тепловой обработке пищевых продуктов.

Технический результат от использования изобретения заключается в стабилизации и ускорении процесса аккумуляции и теплопередачи тепловой энергии от источника нагрева через теплоаккумулирующее дно посуды с теплопроводным слоем, а также в реализации процесса тепловой обработки пищевых продуктов для приготовления спиртосодержащей жидкости в посуде.

Поставленная цель решается тем, что посуда для тепловой обработки пищевых продуктов, содержащая емкость из нержавеющей стали, слой из теплопроводного металла, расположенный под днищем емкости, выполнен из сплава, коэффициент теплопроводности которого выше коэффициента теплопроводности материала емкости, при этом толщина слоя теплопроводного металла превышает толщину днища емкости, сменные вкладыши, контактирующие с емкостью, крышку, контактирующие поверхности крышки и емкости выполнены в виде изогнутых фланцев, и кожух из нержавеющей стали, примыкающий к слою из теплопроводного металла, согласно изобретению слой из теплопроводного металла выполнен из коррозионно-стойкого теплопроводного сплава, коэффициент теплопроводности которого в 8-14 раз выше коэффициента теплопроводности материала емкости, при этом один из сменных вкладышей выполнен с возможностью установки его на емкости, оснащен боковой стенкой, а также дополнительной емкостью и перегородками, соединенными трубкой, размещенными внутри сменного вкладыша, торцы которого выполнены изогнутыми и контактируют с фланцами крышки и емкости.

Выполнение слоя теплопроводного металла из коррозионно-стойкого теплопроводного сплава, коэффициент теплопроводности которого в 8-14 раз выше коэффициента теплопроводности материала емкости, обеспечивает сокращение периода разогрева теплоаккумулирующего днища посуды и стабилизирует работу посуды при тепловой обработке пищевых продуктов.

Выполнение одного из сменных вкладышей с возможностью установки его на емкости, оснащенным боковой стенкой, а также дополнительной емкостью и перегородками, соединенными трубкой, размещенными внутри сменного вкладыша, торцы которого выполнены изогнутыми и контактируют с фланцами крышки и емкости, обеспечивает возможность тепловой обработки продуктов для получения спиртосодержащей жидкости.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена посуда (разрез), снабженная сменным вкладышем, контактирующим с нижней частью емкости; на фиг.2 - то же, снабженная сменным вкладышем, контактирующим с верхней частью емкости и крышкой.

Посуда для тепловой обработки пищевых продуктов содержит емкость 1 из нержавеющей стали, слой теплопроводного коррозионно-стойкого металла 2, кожух 3 из нержавеющей стали, примыкающий к слою из теплопроводного коррозионно-стойкого металла 2, сменные вкладыши 4 (фиг.1) и 5 (фиг.2), крышку 7. Крышка 7 и емкость 1 снабжены изогнутыми фланцами 8 и 9, а также ручками 10 и 11. Слой из теплопроводного коррозионно-стойкого металла 2 имеет коэффициент теплопроводности в 8-14 раз выше, чем коэффициент теплопроводности нержавеющей стали, из которого выполнена емкость 1. В качестве материала для выполнения слоя теплопроводного коррозионно-стойкого металла 2 в посуде на фиг. 1 и 2 использован химически чистый алюминий марки АД 1. Его коэффициент теплопроводности при 20^oC равен 0,52 кал/(см•с•град). У нержавеющей хромоникелевой стали марки 304, из которой выполнены все металлические элементы посуды на фиг. 1 и 2, коэффициент теплопроводности при 20^oC равен 0,039 кал/(см•с•град). Таким образом, коэффициент теплопроводности слоя из коррозионно-стойкого металла 2 выше, чем коэффициент теплопроводности материала емкости 1, в 13,4 раза. Толщина стальной части дна и стенок емкости 1, а также крышки 7 и кожуха 3, одинаковы и равны 1 мм. Толщина коррозионно-стойкого теплопроводного металла 2 равна 9 мм. На фиг.1 представлен вариант сборки посуды для условий ее работы со сменным вкладышем 4 при тепловой обработке твердых натуральных пищевых продуктов без воды и жиров. Сменный вкладыш 4 содержит отверстия 6, равномерно распределенные по его боковой поверхности и донной части. Верхняя часть сменного вкладыша 4 открыта для возможности укладки и выемки из него продуктов. Сменный вкладыш 4 контактирует с емкостью 1 по внутренней части ее днища. На фиг.2 представлен вариант сборки посуды для условий ее работы со сменным вкладышем 5 при тепловой обработке пищевых продуктов для приготовления в посуде спиртосодержащей жидкости. Сменный вкладыш 5 размещен на торце емкости 1 и контактирует нижним торцом с фланцем 9 емкости 1, а верхним торцом с фланцем 8 крышки 7. Сменный вкладыш 5 содержит сплошную боковую стенку 12 и дополнительную емкость 13, которая образована выпуклой частью перегородки 14 и частью внутренней поверхности боковой стенки 12. На выпуклой части перегородки 14 выполнено сквозное отверстие 15 и отверстие для крепления верхнего торца трубки 16. Торцы сменного вкладыша 5 выполнены в виде фланцев 17 и 18 соответственно для нижнего и верхнего торца. Перегородка 19 перекрывает торец фланца 17 и содержит отверстие для крепления нижнего торца трубки 16.

Рассмотрим процесс приготовления пищи в посуде, изображенной на фиг.1. Эта посуда позволяет готовить различные натуральные продукты (овощи, мясо, рыбу и др.). Приготовление в посуде блюда, например, из капусты и мясных сарделек, проводят в следующей последовательности. Свежую белокачанную капусту очищают, моют и измельчают. Сардельки укладывают на измельченную капусту. На посуде за ручку 11 открывают крышку 7, вынимают из емкости 1 сменный вкладыш 4. Порции продуктов для тепловой обработки, особенности их подготовки, длительности периодов и стадий тепловой обработки и др. указаны в "Технологической инструкции по приготовлению натуральных продуктов без воды и жиров" (далее Инструкции), прилагаемой к посуде. Затем продукты укладывают в сменный вкладыш 4, размещают его в емкости 1 и закрывают ее крышкой 7. При этом фасонные фланцы 8 и 9 на крышке 7 и емкости 1 плотно контактируют между собой, обеспечивая достаточно высокую герметичность посуды. Затем посуду в сборе берут за ручки 10 и ставят на источник тепловой энергии, например газовую плиту с регулятором нагрева. Предварительную тепловую обработку продуктов начинают в положении регулятора "Средний нагрев". Его длительность определяется в соответствии с указаниями в Инструкции, а контролируется пользователем посуды по времени. После периода разогрева теплоаккумулирующего днища емкости 1 тепловую обработку продолжают в положении регулятора на отметке - "Минимальный нагрев". Длительность периода тепловой обработки в этом режиме определяется Инструкцией. В период тепловой обработки продуктов происходит кругооборот пара внутри посуды между нагреваемым теплоаккумулирующим днищем емкости 1 и крышкой 7, контактирующей с окружающей средой. Источником пара является "продуктовая жидкость" (капиллярная вода и сок), которая в незначительном количестве выделяется в виде капель из порезанных натуральных продуктов, размещенных в сменном вкладыше 4. "Продуктовая жидкость" стекает из продуктов через отверстия 6 в сменном вкладыше 4, внутрь емкости 1. Так как внутренняя поверхность теплоаккумулирующего днища емкости 1 постоянно подогревается посредством передачи тепловой энергии от газовой плиты через кожух 3, слой коррозионно-стойкого теплопроводного металла 2 внутрь емкости 1, на ее днище происходит испарение "продуктовой жидкости". Образующийся пар с температурой ниже 100^oC проходит через отверстия 6 в сменном вкладыше 4 и нагревает продукты. Вследствие использования в конструкции теплоаккумулирующего днища емкости 1 коррозионно-стойкого теплопроводного слоя 2, обеспечивается стабильная и ускоренная передача тепловой энергии от источника нагрева внутрь емкости 1 за счет устранения химико-термических условий для формирования толстого малотеплопроводного слоя из окислов алюминия и железа на границе контакта алюминий - нержавеющая сталь. Устранение малотеплопроводного слоя окислов в теплоаккумулирующем днище емкости 1 и высоком коэффициенте теплопроводности коррозионно-стойкого теплопроводного слоя 2, который в 13,4 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала емкости 1, позволяет сократить время нагрева теплоаккумулирующего днища до рабочей температуры. После контакта пара с продуктами в сменном вкладыше 4 и их разогрева, пар охлаждается. Поэтому при соприкосновении его с внутренней поверхностью крышки 7 происходит конденсация пара в виде капель, состоящих из "продуктовой жидкости". Внутренняя поверхность крышки 7 имеет коническую форму, поэтому капли сконденсировавшейся "продуктовой жидкости" стекают к внутренней части изогнутого фланца 8 крышки 7 и затем падают на подогреваемое теплоаккумулирующее днище емкости 1. Этот процесс многократно повторяется при тепловой обработке продуктов, которые варятся при температуре ниже 100^oC. После завершения периода варки в режиме минимального нагрева согласно Инструкции регулятор его интенсивности переводят в положение "Выключено", а заключительная стадия тепловой обработки продолжается только за счет тепловой энергии, накопленной коррозионно-стойким теплопроводным слоем 2. От утечек накопленной тепловой энергии из коррозионно-стойкого теплопроводного слоя 2 в окружающую атмосферу предохраняет кожух 3 из нержавеющей стали, примыкающий к указанному слою. Длительность завершающего этапа тепловой обработки за счет тепловой энергии, накопленной коррозионно-стойким теплопроводным слоем 2, определяется Инструкцией. После его завершения посуду за ручки 10 снимают с газовой плиты. Затем за ручку 11 открывают крышку 7 и вынимают из емкости 1 сменный вкладыш 4 с размещенными в нем продуктами. Теплую готовую пищу перекладывают в тарелки. Перед ее употреблением в нее добавляется растительное масло или другие приправы (соус или майонез, или кетчуп и др. ) в соответствии с рекомендациями Инструкции и учетом индивидуального вкуса пользователя. Пища, приготовленная в посуде из стали марки 304, без использования стандартной хлорированной водопроводной питьевой воды и из экологически чистых продуктов с минимальным (фоновым) содержанием химических веществ, является экологически чистой. Например, количество контролируемых по стандарту химических веществ в питьевой воде в странах СНГ содержит приоритетный список из 13 контролируемых вредностей, в то время как в воде водоемов около промышленных центров количество вредностей составляет список из 500 наименований (см. "Экологические аспекты экспертизы изобретений" под ред. Рыбальского Н.Г. и др. Часть первая, ВНИИПИ, М., 1989, с. 120 и 128-136). Поражение отдельных водных источников в Томской и Челябинской областях радиоактивными вредностями, например в 2000 г., превышало допустимые санитарные нормы в 1000 раз. Использование щадящей тепловой обработки с температурой ниже 100^oC позволяет сохранить в готовой пище основную массу полезных компонентов (витамины, пектины, белки, микроэлементы, исходную структуру внутриклеточной жидкости и др.), содержащихся в натуральных исходных продуктах, поэтому эта пища особенно полезна для профилактики заболеваний желудка, почек, сердца и суставов. По заключению американского федерального Управления по контролю за качеством продуктов питания и медикаментов стандартная нержавеющая хромоникелевая сталь марки 304 абсолютно безопасна в качестве материала для посуды из-за отсутствия процесса ее коррозии в пищевой среде и выделений хрома либо никеля из стали указанной марки в готовую пищу. Наличие в конструкции посуды теплоаккумулирующего днища и плотных герметизирующих фланцев, а также варка с минимальным уровнем нагрева днища и без воды позволяют экономить до 70% тепловой энергии по сравнению с традиционной тепловой обработкой продуктов в металлической посуде с тонким дном и негерметичной крышкой.

Рассмотрим процесс приготовления спиртосодержащей жидкости в посуде (фиг. 2) с использованием сменного вкладыша 5, установленного на емкости 1. Для тепловой обработки пищевые продукты предварительно подготавливают. Например, определенную порцию сахара растворяют в качественной питьевой воде и выдерживают с добавкой дрожжей некоторое время. Подготовленную таким образом пищевую жидкость заливают в емкость 1. Затем в отверстие 15 на перегородке 14 заливают воду, после чего сменный вкладыш 5 устанавливают нижним фланцем 17 на фланец 9 емкости 1. После этого сменный вкладыш 5 закрывают крышкой 7, которая плотно контактирует фланцем 8 с верхним фланцем 18 сменного вкладыша 5. Посуду в сборе устанавливают на газовую плиту с регулятором уровня нагрева. Технология приготовления пищевых продуктов для тепловой обработки с целью получения спиртосодержащей жидкости, периоды и длительность тепловой обработки этой жидкости, ее количество, материалы для очистки спиртосодержащей жидкости от имеющихся в ней вредностей приведены в "Технологической инструкции по приготовлению спиртосодержащей жидкости" (далее Инструкция), прилагаемой к посуде. Регулятор подачи газа на плите ставят в положение "Средний нагрев", продолжительность которого определяется Инструкцией. После завершения периода работы в этом режиме регулятор на плите переводят в положение "Минимальный нагрев". При нагреве днища емкости 1 жидкость разогревается и из нее начинается испарение спирта, который имеет температуру испарения и кипения ниже, чем вода, поэтому его испарение из емкости 1 происходит значительно интенсивнее, чем испарение воды. Наличие теплоаккумулирующего днища в емкости 1 стабилизирует передачу тепловой энергии от источника нагрева к жидкости, залитой в емкости 1. Пары спирта через отверстие в нижнем торце трубки 16 проходят сквозь нее и охлаждаются за счет теплоотдачи через наружную поверхность трубки 16 к воде, заполняющей замкнутое пространство внутри сменного вкладыша 5 между перегородками 19 и 14. Затем пары спирта через верхний открытый торец трубки 16 выходят в замкнутое пространство в верхней части сменного вкладыша 5, образованное частью его боковой стенки 12 и крышкой 7. За счет теплопередачи через боковую стенку 12 и наружную боковую поверхность сменного вкладыша 5 происходит вторичное охлаждение паров спирта. Затем "холодный пар" поднимается к внутренней поверхности крышки 7, имеющей температуру, близкую к комнатной, и конденсируется на крышке 7 в виде капель. Избыточная температура, выделяющаяся при конденсации и переходе спирта из парообразного в жидкое состояние, удаляется теплопередачей через крышку 7 и ее внешнюю поверхность в окружающую воздушную среду. Капли спирта скатываются по внутренней конической поверхности крышки 7 в направлении к внутренней части фланца 8, размещенной над дополнительной емкостью 13. Затем капли с торца фланца 8 стекают и накапливаются внутри дополнительной емкости 13. Из жидкости в емкости 1 вместе со спиртом испаряется и некоторое количество воды. Вода так же, как и спирт, охлаждаясь, конденсируется на внутренней поверхности крышки 7, поэтому сконденсировавшаяся жидкость называется спиртосодержащей.

Через некоторый период времени согласно Инструкции регулятор нагрева ставят в положение "Выключено". Заключительный период тепловой обработки происходит за счет тепла, аккумулированного коррозионно-стойким теплопроводным слоем 2, а также горячей жидкостью в емкости 1. Теплосодержание в коррозионно-стойком теплопроводном слое 2 сохраняется от рассеивания в окружающей атмосфере за счет кожуха 3 из нержавеющей стали с коэффициентом теплопроводности в 13,4 раза более низким, чем коэффициент теплопроводности материала коррозионно-стойкого теплопроводного слоя 2. После завершения заключительного периода тепловой обработки, определяемого Инструкцией, посуду разбирают. Для этого за ручку 11 снимают крышку 7, затем вынимают сменный вкладыш 5. Наклоном сменного вкладыша 5 из дополнительной емкости 13 спиртосодержащую жидкость сливают в емкость для ее хранения и очистки от примесей. Затем сменный вкладыш 5 переворачивают на 180^o и через отверстие 15 сливают охлаждающую воду, размещенную между перегородками 14 и 19 и частью боковой стенки 12. Полученная спиртосодержащая жидкость не содержит метилового спирта, имеет крепость 40 градусов. От прочих примесей (сивушные масла, альдегиды и эфиры) эта жидкость дополнительно очищается с использованием известных фильтрующих материалов и коагулянтов (см. Похлебкин В.В. История водки. - М. : Интер-Версо, 1991, с. 227-231) согласно Инструкции и вне посуды.

Качественная домашняя водка не только сохраняет здоровье человека посредством его приобщения к культуре приготовления и умеренного потребления чистого продукта, но и предотвращает возможность отравления со смертельным исходом, наступающим при случайной покупке и распитии фальсифицированной водки, приготовленной недобросовестным производителем, например, содержащей метиловый спирт.

Формула изобретения

Посуда для тепловой обработки пищевых продуктов, содержащая емкость из нержавеющей стали, слой из теплопроводного металла, расположенный под днищем емкости, выполненный из сплава, коэффициент теплопроводности которого выше коэффициента теплопроводности материала емкости, при этом толщина слоя теплопроводного металла превышает толщину днища емкости, сменные вкладыши, контактирующие с емкостью, крышку, контактирующие поверхности которой и емкости выполнены в виде изогнутых фланцев, и кожух из нержавеющей стали, примыкающий к слою из теплопроводного металла, отличающаяся тем, что слой из теплопроводного металла выполнен из коррозионно-стойкого теплопроводного сплава, коэффициент теплопроводности которого в 8-14 раз выше коэффициента теплопроводности материала емкости, при этом один из сменных вкладышей выполнен с возможностью установки его на емкости, оснащен боковой стенкой, а также дополнительной емкостью и перегородками, соединенными с трубкой и размещенными внутри сменного вкладыша, торцы которого выполнены изогнутыми с возможностью контактирования фланцами крышки и емкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2